Transistores bidimensionais além do grafeno e dos TMDCs

Os semicondutores bidimensionais (2DSCs) têm atraído considerável atenção como materiais de canal atômico para transistores de efeito de campo. Cada camada em 2DSCs consiste em uma rede de ligações covalentes de espessura de um único átomo ou de poucos átomos, na qual todos os portadores estão confinados em seu canal atômico com controle superior de portão e corrente de estado OFF grandemente suprimida, em contraste com os semicondutores em bloco típicos, que são afetados por efeitos de canal curto e geração de calor devido à potência estática. Além disso, os 2DSCs estão livres de ligações de superfície soltas que afligem os semicondutores tradicionais, e assim exibem excelentes propriedades eletrônicas na limitação da espessura de um único átomo. Portanto, os 2DSCs podem oferecer um potencial significativo para a escalabilidade final do transistor até uma espessura corporal atômica única. Estudos anteriores de transistores de grafeno foram limitados pela ausência de banda proibida e baixo rácio ON-OFF do grafeno, e dispositivos de dicloreto de metal de transição (TMDC) são tipicamente afetados por mobilidade insuficiente dos portadores. Para isso, consideráveis esforços foram dedicados à busca por novos 2DSCs com propriedades eletrônicas ótimas. Em um período relativamente curto de tempo, um grande número de 2DSCs demonstrou características sem precedentes ou funcionalidades únicas. Aqui, analisamos os esforços recentes e o progresso na exploração de novos 2DSCs além do grafeno e dos TMDCs para transistores de corpo ultra-fino, discutindo os méritos, limites e perspectivas de cada material.